第四单元太阳能生物质能和氢能的利用

地球一小时 EarthHour 它是世界自然基金会 WWF 应对全球气候变化所提出的一项全球性节能活动 提倡于每年三月的最后一个星期六当地时间晚上20 30 家庭及商界用户关上不必要的电灯及耗电产品一小时 以此来表明他们对应对气候变化行动的支持 2016年3月19日 全球178个国家和地区的逾350个著名性地标建筑通过熄灯一小时来表达对全球最紧迫的环境问题的关注 世界能源的主要来源 石油40年 天然气50年 煤炭240年 能源危机 环境污染 难道我们要如此生活 开发环保新能源势在必行 请举例几种新能源 风能 生物质能 太阳能 波浪能 地热能 核能 太阳能生物质能和氢能的利用 太阳能 太阳能就是太阳辐射能 在太阳里 每时每刻都进行着激裂的核裂变和核聚变反应 从而产生大量的热 太阳表面的温度达6000 左右 内部温度高达数百万度 由于太阳的温度很高 它不断地向宇宙空间辐射能量 包括可见光 不可见光和各种微粒 总称为太阳辐射 地球上除核能以外的一切能源 无论是煤炭 石油 天然气 水力或风力都来自太阳 全球人类目前每年能源消费的总和只相当于太阳在40分钟内照射到地球表面的能量 太阳能随处可得 不必远距离输送 而且是洁净的能源 一 太阳能的利用 1 太阳能是最基本的能源地球上的风能 水能 海洋温差能 波浪能和生物质能以及部分潮汐能都是来源于太阳 即使是地球上的化石燃料 如煤 石油 天然气等 从根本上说也是远古以来贮存下来的太阳能 日常生活中有哪些利用太阳能的实例 太阳能光热转换技术的产品最多 如热水器 开水器 干燥器 采暖和制冷 温室与太阳房 太阳灶和高温炉 海水淡化装置 水泵 热力发电装置及太阳能医疗器具 太阳能电池的应用范围很广 例如人造卫星 无人气象站 通讯站 电视中继站 太阳钟 电围杆 航标灯 铁路信号灯 2 太阳能的利用方式 1 光 热能转换 原理 利用太阳辐射加热物体而获得热能 应用 太阳能热水器反射式太阳灶高温太阳炉地膜 大棚 温室 直接利用 实例 该技术是目前最成熟 成本最低廉 应用最广泛的的形式 光能 热能 热水器 大棚 太阳炉 太阳灶 另外利用小型太阳能装置为房屋采暖供热 现己大量应用 原理 根据光电效应 利用太阳能直接转化为电能 太阳能电池 电子仪表 光电信号器件无人中继站 高山气象站 直接利用 实例 光 电转换 2 光 电转换 光 热 电转换 2 太阳能的利用方式 光能 电能 直接利用 3 光 化学能转化 选择芒硝晶体 十水合硫酸钠晶体 白天吸收热量溶解 晚上放出热量结晶 实例 2 太阳能的利用方式 大自然利用太阳能最成功的是植物的光合作用 4 光 生物质能转化 6CO2 6H2O C6H12O6 6O2 叶绿素 光 原理 通过地球上众多植物的光合作用 将太阳辐射转化为生物质能 直接利用 2 太阳能的利用方式 1 生物质能来源于植物及其加工产品贮存的能量 2 生物质能是一种理想的可再生能源 其具有以下特点 可再生性 低污染性 广泛的分布性 二 生物质能的利用 3 生物质能的利用方式 注释 用纤维素 C6H10O5 n代表植物枝叶的主要成分 缺点 生物质燃烧过程的生物质能的净转化效率在20 40 之间 1 直接燃烧 a 利用秸杆 枝叶 杂草 人畜粪便等制取沼气 2 生物化学转换 原料 条件 主要成分 用途 植物的秸秆 枝叶 人畜粪便 厌氧 甲烷 CO2 H2S NH3 PH3 气体燃料 提供肥料 b 用含糖类 淀粉 C6H10O5 n较多的农作物 如玉米 高粱 为原料 制取乙醇 原料条件用途方程式 含糖类淀粉多的农作物 催化剂 水解 细菌发酵 燃料 与汽油混合作发动机燃料 乙醇汽油是用90 的普通汽油与10 的燃料乙醇调和而成 首先 乙醇汽油增加汽油中的含氧量 使燃烧更充分 有效地降低了尾气中有害物质的排放 第二 有效提高汽油的标号 使发动机运行更平稳 第三 可有效消除火花塞 气门 活塞顶部及排气管 消声器部位的积炭 可以延长主要部件的使用寿命 3 热化学转换 拓展视野 生活垃圾中生物质能的利用 4 开发生物质能的意义 生物质能是仅次于煤炭 石油和天然气的第四大能源 美国2001年消耗的可再生能源中有50 4 来自生物质能 开发低成本 利用效率高 生物质能的生产工艺 对广大发展中国家具有重要意义 三 氢能的开发与利用 1 氢能开发 大势所趋 绿色能源 a 热值高 且燃烧产物是水 零排放 无污染 可循环利用b 原料丰富 制取氢气的原料是水 资源无穷无尽 不存在枯竭问题c 氢能的利用途径多 燃烧放热或电化学发电d 氢的储运方式多 气体 液体 固体或化合物 2 氢能的产生方式 1 电解水制得2 生物质气化制得3 以天然气 石油和煤为原料 在高温下与水蒸气反应制得4 以天然气 石油和煤为原料 用部分氧化法制得5 光分解水制氢气 理想制取途径发酵分解法 细菌分解法 催化分解法等 3 氢能的利用途径 1 燃烧放热2 用于燃料电池 释放电能3 利用氢的热核反应释放的核能 4 氢能推广应用有待解决问题 1 水制氢气的能耗2 氢气的贮存和运输 廉价而又高效的制氢技术安全高效的储氢技术 贮氢材料 解决了氢气的贮存 运输 贮氢金属 薄膜金属氢化物 某些无机物和某些有机液体氢化物 拓展视野 碳纳米管储氢材料 贮氢材料 解决了氢气的贮存 运输 拓展视野 1 下列能源中 不属于新能源的是 A 地热能B 汽油C 核能D 太阳能2 绿色化学 要求从根本上减少乃至杜绝污染 下列对农作物收割后留下的茎干的处理方法中 不符合 绿色化学 的是 A 就地焚烧B 发酵后作农家肥C 加工成精饲料D 制造沼气 练习 B